Терминатор коаксиального кабеля представляет собой согласованную резистивную нагрузку, почти всегда сопротивлением 50 Ом, которая поглощает радиочастотную энергию, поступающую на конец линии передачи, и преобразует ее в тепло, а не отражает ее обратно к источнику. Если порт на сплиттере, соединителе, коммутаторе или тестовой стойке не будет использоваться, подходящей деталью является терминатор, а не пылезащитный колпачок и не закорачивающая заглушка. В разделах ниже объясняется, как работают эти детали, какие номера технических данных на самом деле определяют, выживут ли они, и где обычно установка выходит из строя.
Что на самом деле делает коаксиальный терминатор
Первое определение: терминатор коаксиального кабеля имеет тот же характеристический импеданс, что и линия, к которой он подключен, поэтому линия ведет себя так, как если бы она всегда продолжалась за этой точкой.
Терминатор определяется отражением, которое он производит. Коэффициент отражения рассчитывается как (ZL минус Z0), разделенный на (ZL плюс Z0), где ZL — полное сопротивление нагрузки, а Z0 — полное сопротивление линии. Поместите нагрузку 50 Ом на линию 50 Ом, и числитель уменьшится до нуля, поэтому почти ничего не отражается; Небольшой остаток обусловлен допуском резистора, интерфейсом разъема и переходом внутри корпуса. Физически деталь представляет собой металлическую оболочку, содержащую толстопленочный или стержневой резистор, диэлектрическую опору и тот же интерфейс, что и кабель или порт, который она обслуживает. Некоторые устройства связаны по постоянному току, другие включают в себя блокирующий конденсатор, что важно, когда линия также несет смещение постоянного тока для усилителя или активной антенны.
Коаксиальные нагрузки SMA RF и защитные колпачки Коаксиальные оконечные нагрузки SMA и защитные колпачки поглощают радиочастотную энергию, предотвращают отражение и экранируют неиспользуемые интерфейсы в лабораторных, телекоммуникационных, аэрокосмических и полевых условиях. Посмотреть продукт → Большинство лабораторных терминаторов имеют сопротивление 50 Ом, но существуют версии на 75 Ом для линий видео, вещания и кабельного телевидения. Терминатор, терминирующая нагрузка, согласованная нагрузка и эквивалентная нагрузка описывают одну и ту же функцию; фиктивная нагрузка — это просто терминатор, рассчитанный на более высокую рассеиваемую мощность.
Почему стоит исправить открытый радиочастотный порт
Если оставить ВЧ-порт открытым, почти вся падающая мощность отражается, и именно эта отраженная волна создает пульсации, резонансные пики и ошибки измерения.
Открытый разъем представляет собой почти полное несоответствие с коэффициентом отражения, близким к плюс единице, поэтому энергия просто отражается обратно по линии. На некоторых частотах участок линии, заканчивающийся разомкнутой цепью, превращается в нечто, похожее на короткое замыкание, поэтому симптомы проявляются на определенных частотах, а не равномерно по всему диапазону. В цепи приемника это проявляется в виде пульсаций усиления или нестабильного уровня шума. В объединенной сети это ухудшает изоляцию между каналами. На выходе передатчика отраженная мощность возвращается на финальную стадию, и хотя современные усилители часто уменьшают свой выходной сигнал, чтобы защитить себя, условия измерения уже не соответствуют тем, что предполагаются в технических характеристиках.
| Состояние порта | Отражение | Грубый КСВ | Практические последствия |
|---|---|---|---|
| Открытый разъем, ничего не установлено | Близко к итогу | Часто хуже, чем 10:1 | Пульсации, резонанс, отраженная мощность в усилитель |
| Пластиковый или неподходящий пылезащитный колпачок | Все еще близко к общему показателю в РФ | Фактически без изменений | Защищает только пыль и влагу; нет электрического эффекта |
| Металлическая закорачивающая заглушка | Итого, противоположный знак | Аналогичная величина для открытия | Полезен в качестве эталона калибровки или эталона постоянного тока, а не для поглощения энергии. |
| Согласованный терминатор 50 Ом | Очень маленький | Обычно от 1,10:1 до 1,30:1. | Поглощает энергию и сохраняет соответствие линии |
Обратите внимание на второй ряд. Пылезащитный колпачок — это защита, а не прекращение нагрузки, и на людной скамейке их часто путают.
Терминатор, защитный колпачок, аттенюатор, закорачивающая вилка
Эти четыре аксессуара в корзине с деталями выглядят одинаково и выполняют совершенно разные задачи, поэтому перед заказом стоит разделить их.
- Терминатор: поглощает мощность при согласованном импедансе. Выберите его для любого неиспользуемого порта радиочастотного оборудования с питанием.
- Защитная крышка: закрывает интерфейс для защиты от пыли и влаги. Он может быть изготовлен из пластика или обработанного металла, но без резистора он ничего не заключает.
- Аттенюатор: двухпортовое устройство, которое снижает уровень сигнала на определенное количество децибел. Он согласован на обоих концах и пропускает уменьшенный сигнал вперед, а не поглощает его в виде тепла.
- Закорачивающая вилка или открытый колпачок: преднамеренное полное несоответствие, используемое в качестве калибровочного стандарта или для определения опорной точки постоянного тока. Его никогда не следует использовать для поглощения радиочастотной мощности.
Неправильный выбор обычно проявляется позже в виде необъяснимых пульсаций, перегрева корпуса разъема или срабатывания схемы защиты преобразователя во время испытания.
Спецификации, которые решают, будет ли это работать
Результат определяют четыре числа: импеданс, номинальный диапазон частот, КСВ и номинальная мощность, при этом средняя и пиковая мощность рассматриваются как отдельные цифры.
| Параметр | Типичные значения | Что будет, если его проигнорировать |
|---|---|---|
| Импеданс | стандартное сопротивление 50 Ом; 75 Ом для видео и кабельного телевидения | Часть на 75 Ом в системе на 50 Ом дает КСВ около 1,5:1 без учета любого другого эффекта. |
| Диапазон частот | Примерно до 4 ГГц (BNC); 18 ГГц (СМА); 40 ГГц (2,92 мм) | КСВН резко поднимается выше номинального диапазона. |
| КСВН или обратные потери | от 1,10:1 до 1,30:1 типично | Добавленное отражение подрывает несоответствие, которое вы пытались устранить. |
| Средняя мощность | От 0,5 Вт до более 100 Вт в зависимости от размера корпуса | Резистор перегревается, его значение отклоняется или происходит разрыв цепи. |
| Пиковая или импульсная мощность | Часто от 10 до 100 раз превышает средний рейтинг | Импульсные системы и системы с несколькими несущими уничтожают небольшие нагрузки, рассчитанные только на среднюю мощность. |
| Интерфейс и пол | SMA, BNC, N, TNC, 7/16 DIN; мужчина или женщина | Деталь не сопрягается или сопрягается и повреждает контакт в центре порта. |
КСВН легче оценить, если он преобразован в отраженную мощность, что действительно важно для достоверности измерений.
| КСВН | Возвратные потери | Отраженная мощность |
|---|---|---|
| 1.10:1 | 26,4 дБ | Около 0,2 процента |
| 1,20:1 | 20,8 дБ | Около 0,8 процента |
| 1,50:1 | 14,0 дБ | Около 4 процентов |
| 2.00:1 | 9,5 дБ | Около 11 процентов |
Номинальная мощность обычно указывается при температуре окружающей среды 25 градусов Цельсия и должна снижаться при повышении температуры. Нагрузка, которая остается комфортной на открытом стенде, может нагреваться гораздо сильнее, закрепленная болтами внутри корпуса, поэтому, если мощность превышает несколько ватт, проверьте, предназначен ли корпус для радиатора или монтажа на панели.
Соответствие интерфейса: SMA, BNC, N, TNC и 7/16 DIN
Прежде чем сравнивать электрические характеристики, сопоставьте интерфейс, потому что технически более совершенный терминатор, который не сопрягается, бесполезен.
- SMA: рассчитан на частоту около 18 ГГц с резьбовой накидной гайкой, стандартным лабораторным терминатором для контрольно-измерительных приборов и испытательных плат.
- BNC: байонетное соединение, применимо примерно до 4 ГГц, до сих пор распространено в видео, вещании и устаревших инструментах.
- N: подходит для работы в диапазоне частот 11 или 18 ГГц, более крупный и механически прочный, часто выбирается для использования вне помещений и для испытательных установок с большей мощностью.
- TNC и 7/16 DIN: резьбовые и атмосферостойкие; 7/16 DIN обеспечивает высокую мощность на частотах сотовой связи и вещания.
- 2,92 мм, 2,4 мм и 1,85 мм: прецизионные интерфейсы для работы в миллиметровом диапазоне волн, механически совместимые друг с другом в определенных пределах.
- RP-SMA и RP-TNC: интерфейсы обратной полярности, используемые в потребительском беспроводном оборудовании. Стандартный терминатор SMA с ними не сопрягается, а принудительное использование повреждает обе части.
Если порт, который вам нужно завершить, использует интерфейс, отличный от интерфейса терминатора, который у вас уже есть, соедините их с помощью адаптера, а не принудительно подключайтесь или оставляйте порт открытым.
Коаксиальный RF-адаптер BNC-SMA Межсерийный адаптер BNC-SMA соединяет испытательные приборы BNC с компонентами SMA с четырьмя вариантами пола для лабораторного и полевого использования. Посмотреть продукт → Где коаксиальные терминаторы зарабатывают себе на жизнь
Терминаторы используются везде, где заканчивается радиочастотная линия, и стоимость ее установки почти всегда ниже, чем стоимость ошибки измерения, которую она предотвращает.
- Неиспользуемые порты на делителях мощности, направленных ответвителях, циркуляторах и коаксиальных переключателях, оконечная нагрузка которых обеспечивает стабильную изоляцию и согласование портов.
- Стенды для испытаний и обкатки передатчиков, где более мощная нагрузка на конце линии питания обеспечивает усилителю стабильное сопротивление 50 Ом.
- Тестирование приемника и малошумящего усилителя, при котором запасные каналы и связанные порты мониторинга отключаются, чтобы обеспечить равномерный коэффициент усиления и предсказуемый уровень шума.
- Установки для калибровки и проверки, в которых в качестве эталонов служат устаревшие стандарты. Если вы все еще решаете, какой интерфейс должен быть на стенде, Руководство по коаксиальному радиочастотному разъему, охватывающее типы, характеристики и советы по выбору охватывает сторону разъема того же решения.
- Тестирование кабелей и антенн, при котором дальний конец трассы отключается во время проверки вносимых и обратных потерь.
Риски при установке и обращении
Большинство отказов терминаторов в полевых условиях являются механическими или термическими, а не электрическими, и их обычно можно предотвратить на стенде.
- Крутящий момент: Муфты SMA обычно затягиваются с усилием от 0,8 до 1,1 ньютон-метра, примерно от 7 до 10 дюймов-фунтов. Чрезмерное затягивание искажает диэлектрик и смещает импеданс.
- Циклы сопряжения: повторяющиеся соединения изнашивают покрытие и меняют контактное сопротивление, поэтому оставьте один специальный терминатор для калибровочных работ.
- «Горячая» замена: никогда не отключайте терминатор при подаче ВЧ-питания, так как при возникновении дуги на центральном контакте происходит необратимое изменение КСВ.
- Нагрев: нагрузка, рассеивающая несколько ватт, будет нагреваться. Обеспечьте приток воздуха, по возможности смонтируйте его на панели и уменьшите номинальные характеристики для закрытых помещений.
- Непрерывность постоянного тока: убедитесь, что нагрузка связана с постоянным током или заблокирована по постоянному току, прежде чем подключать ее к линии, по которой также протекает ток смещения.
- Хранение: надевайте защитный колпачок, когда деталь не используется, чтобы пыль и влага не попадали в интерфейс.
Защитные колпачки разъема BNC для радиочастотных интерфейсов Специальные колпачки для вилок и разъемов BNC защищают неиспользуемые разъемы от пыли, влаги, механических повреждений и электростатического разряда во время хранения, транспортировки и обслуживания. Посмотреть продукт → Дисциплина обращения здесь имеет большее значение, чем предпочтение бренда. Хорошо изготовленная нагрузка, которая подвергается чрезмерному затягиванию, горячей замене и хранению в открытом виде, выйдет из строя задолго до того, как скромная нагрузка, с которой обращаются должным образом, выйдет из строя.
Часто задаваемые вопросы
Является ли терминатор коаксиального кабеля тем же самым, что и фиктивная нагрузка?
Электрически да. Оба поглощают радиочастотную мощность при одинаковом импедансе. Названия, как правило, отражают уровень мощности и упаковку: терминатор обычно описывает небольшую нагрузку на разъем от 0,5 до 5 Вт, а фиктивную нагрузку описывает более крупный блок с теплоотводом, рассчитанный на десятки или сотни ватт.
Можно ли использовать защитный колпачок вместо терминатора?
Нет. Интерфейс закрывает защитная крышка, защищающая от пыли и влаги. Он не содержит согласованного резистора, поэтому порт остается эффективно открытым и отражает падающий сигнал.
Нужен ли мне терминатор 75 Ом для видеооборудования?
Да, если сопротивление системы составляет 75 Ом. Подключение нагрузки 50 Ом к линии 75 Ом дает КСВ примерно 1,5:1, что является видимой ошибкой уровня при измерениях видео и вещания.
Какую мощность может выдержать терминатор SMA?
Небольшие нагрузки SMA обычно оцениваются в диапазоне от 0,5 Вт до 2 Вт, а в корпусах большего размера — до 5 Вт и выше. Всегда проверяйте температуру окружающей среды, при которой указаны номинальные характеристики, и исходя из этого снижайте номинальные характеристики.
Все ли терминаторы 50 Ом взаимозаменяемы?
Только если диапазон частот, КСВН и номинальная мощность подходят для вашего применения. Две части с одинаковыми разъемами могут отличаться по полезной полосе пропускания в десять раз.
Практический контрольный список перед заказом краток. Подтвердите импеданс системы, проверьте интерфейс и его полярность, убедитесь, что номинальная полоса пропускания охватывает максимальную рабочую частоту, и соизмерьте номинальную мощность с реальной температурой окружающей среды внутри корпуса. Отключите каждый неиспользуемый радиочастотный порт, на который подается питание, и измерения, которые вы проводите в других частях цепи, станут более плоскими, тихим и их будет легче защитить.
